Material de Apoio. Protocolos

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1 Material de Apoio Curso: Gestão da Tecnologia da Informação Disciplina: Redes de Computadores e Internet Carga horária: 80 h/a. Período: 2º semestre Turno: Noturno Ano letivo: 2012/2 Professor: Waldemiro Szenezuk Pinto de Arruda Protocolos Protocolos são padrões de comunicação entre origem e destino. Em uma empresa, diversos modelos de protocolos são utilizados. O mais comum hoje é formatos de documentos padrões enviados por . Quando o destino recebe passa uma confirmação de recebimento. Outros, mais formais, ainda exigem o formulário em papel, com assinatura de recebimento. No caso de redes, o protocolo cuida para que os dados possam chegar íntegros ao destino. Para isso o protocolo utilizado em uma camada na origem, deve ser utilizado na mesma camada do destino. Assim, no cabeçalho ou pdu de cada camada, é inserida a identificação de qual protocolo está sendo utilizado. Uma transmissão entre dois equipamentos devem ser feita em um mesmo protocolo. Em todas as camadas dos modelos OSI e TCP/IP existem protocolos. Para a maioria das pessoas apenas os protocolos da camada de aplicação são conhecidos. Geralmente são utilizados dois protocolos da camada de transporte para explicar a diferença de protocolo orientado a conexão e não orientado a conexão. Contudo, essa diferença ocorre em todas as camadas. Basicamente um protocolo orientado a conexão, preocupa-se com a entrega, com o ritmo de transmissão de dados, assegurando que a totalidade dos dados chegue ao destino, da mesma forma em que foram enviados. Já o não orientado apenas cuida da transmissão, sem se importar se o mesmo chegou, e se chegou com erros. Veremos alguns protocolos nas aulas teóricas. Outros serão estudados somente nas aulas práticas. Contudo, o primeiro protocolo a ser visto é o IP, muito importante na maioria das redes e, principalmente, na internet. PROTOCOLO IP

2 Duas versões do protocolo IP são utilizadas na atualidade. A versão 4 ainda é a mais difundida e usada na internet, por isso, será a mais estudada aqui. A versão 6 está em fase de implantação em novas redes e logo passará a ser a padrão. O protocolo IP cuida dos endereços lógicos e das ligações entre redes diferentes. Cada ativo de rede possui um endereço IP, que deve ser único em uma mesma rede. Se dois IPs iguais forem encontrados, um conflito é identificado e, pelo menos, um dos terminais é bloqueado para não interagir com a rede. Um endereço IPv4 é formado por 4 conjuntos de 8 bits. Em formato numérico, o ip é formado por 4 conjuntos de centenas decimais: Ou 4 conjuntos de 8 bits. Assim o número acima seria representado em binário (representação interna) por: A representação em binário é importante para o estudo de máscara de rede, subredes e quantos hosts cada sub-rede abrigaria. Os cálculos serão apresentados a seguir. Antes, porém, iremos ver o IPv6. No IPv6, temos 128 bits de representação. Em vez de 4 conjuntos, temos 8 conjuntos de 4 caracteres. Cada caracter é formado por 4 dígitos hexadecimais. Assim, um exemplo de endereço IPv6 pode ser: FEDC:2D9D:DC35:7654:4567:DA57:E3B8:1AEF Por o endereço ser muito grande, é comum ocorrer sequências de zeros. Nesse caso, a sequência é omitida, conforme a seguir: FEDC:2D9D:0000:0000:0000:0000:0000:1AEF FEDC:2D9D:::::1AEF O IPv6 veio para eliminar o problema da falta de endereços IP no mundo. No IPv4 um máximo de endereços (2 32 bits). Como muitas pessoas utilizam mais de um acesso, mais de um dispositivo (casa, celular, trabalho, etc), o número de endereços está próximo do limite. Com o IPv6 temos endereços. Esse número é gerado por bits, pois apesar de termos 32 dígitos hexadecimais a representação interna, em bits, é binária.

3 Principais protocolos Quando o assunto é protocolo, utilizamos mais o modelo TCP/IP para diferenciar funções de cada um. Conforme figura a seguir, e o que vimos nas primeiras aulas, o modelo TCP/IP possui 4 camadas e nos referenciaremos a ele a partir desse momento, para as explicações a seguir. Protocolos da camada 1 e 2 não são muito conhecidos fora do âmbito técnico. Muitos destes serão estudados nas aulas práticas. Outros serão mostrados, de forma básica, neste momento. PORTAS Antes de entrarmos efetivamente em alguns protocolos, devemos entender que cada protocolo possui um número de identificação, inserido na PDU de cada camada, para que o destino possa saber qual o protocolo deve utilizar na desmontagem do pacote. Por essa identificação, muitas aplicações ou equipamentos tomam decisões. O firewall, por exemplo, filtra na maioria de suas ações, a partir do número da porta dos dados entrantes. Determinadas aplicações que funcionam em rede, podem ter personalização de portas; ou seja, configurar-se uma porta que não é pré-definida, dentro do intervalo liberado para tal. Proxys caseiros, comunicadores instantâneos internos (estilo msn,

4 jabber) e jogos. Jogos para rede utilizam uma porta específica ou configurável para permitir a conexão de mais um jogador. As trocas de dados são feitas por essas portas. Alguns protocolos da camada de aplicação permitem utilizar um ou dois protocolos da camada de transporte (TCP, UDP ou ambos). Exemplo: HTTP -> 80 (TCP) HTTPS -> 443 (TCP) TELNET -> 23 (TCP e UDP) SSH -> 22 (TCP e UDP) FTP -> 20 e 21 (TCP) TFTP -> 69 (UDP) TCP Os protocolos HTTP, HTTPS na camada de aplicação, TCP na camada de Transporte e o IP na camada de Internet são os mais importantes da internet. O TCP, é responsável por garantir a entrega de pacotes ao destinatário. Trata-se, portanto, de um protocolo orientado a conexão. Todo e qualquer pacote enviado está sob responsabilidade do protocolo TCP. O TCP, pelos índices presentes na PDU, monitora se todos os pacotes chegaram. Caso algum tenha sido descartado ou perdido no meio, o tcp encarrega-se de solicitar o reenvio. Assim, garante que todos os pacotes cheguem ao destino. Ao mesmo tempo, controla a frequência de envio. Se a origem colocar muitos dados, em quantidade maior que a capacidade do receptor processar, o protocolo avisa para o equipamento origem reduzir o ritmo de transmissão, até que o receptor seja descongestionado. Para garantir a entrega dos dados, uma mensagem de ACK é enviada para cada pacote recebido. Essa mensagem de ACK tem um tamanho pequeno, de forma a não comprometer a largura de banda no sentido contrário. Todo esse processo de garantia é chamado de controle de fluxo. Os fluxos de requisição de envio, transmissão, confirmação de recebimento, retransmissões, posicionar novamente os pacotes em ordem e finalização da transmissão são responsabilidade desse controle.

5 UDP O UDP, ao contrário do TCP, não é orientado a conexão; ou seja, não se preocuopa com a entrega dos pacotes. Somente preocupa-se com a inserção de todos no meio de transmissão. Se um ou mais pacotes perderem-se no caminho, nenhuma notificação é emitida. Assim, mensagens de confirmação não são enviadas, muito menos pedido de retransmissão. Esse protocolo é mais utilizado para transportar mensagens de controle, entre equipamentos de rede, servidores. Essas mensagens servem para monitorar o estado de equipamentos, tais como utilização de memória, rede, cpu, etc. Ainda são utilizados pelos equipamentos para informar algum problema, através de traps (avisos). Nas transmissões de dados de controle, a retransmissão traria mais problemas que vantagens. Como o tempo, entre uma mensagem de controle e outra, é curto, a retransmissão de uma tende a chegar após a próxima verificação do estado de um equipamento, eliminando a utilidade do mesmo. Ao mesmo tempo, retransmissões ocupam largura de banda e se for de mensagens de controle, deve ser evitada.

6 ICMP É um protocolo importante na verificação de estado de equipamentos. Utiliza a porta 7 (TCP ou UDP) para criar pacotes de ECO (bate e volta). Uma mensagem é enviada esperando uma resposta. Se a resposta ocorrer, é medido o tempo em que a resposta aconteceu. Se nenhuma resposta chegar, a conexão até o equipamento ou o próprio dispositivo estão danificados ou desligados. É neste protocolo que atuam os comandos ping e traceroute/tracert. O primeiro verifica o estado do dispositivo e o segundo verifica o caminho que os pacotes estão fazendo para chegar ao destino. DHCP É responsável pela alocação dinâmica de endereços IP. Um servidor DHCP possui um cadastro com os ips já alocados, reservados e livres. Caso uma máquina entre em uma rede pela primeira vez, receberá o primeiro endereço ip livre. Do contrário, receberá o último ip recebido, desde que o último acesso não tenha sido distante ou maior que o tempo de refresh do banco de dados, o que geralmente demora alguns dias. O endereço ip é cadastrado junto com o endereço MAC. Assim, enquanto um terminal não trocar a placa de rede, deverá receber o mesmo ip. Se trocar a placa de rede ou o cadastro de ips for renovado no servidor, aí um novo ip será designado. Existe o DHCPv4 e o v6. Logicamente, atribui endereços IP correspondente a sua versão. Na 4, a máquina faz a procura de um servidor DHCP através do protocolo BOOTP, portas 67 e 68 (TCP ou UDP). Na versão 6, são utilizadas as portas 546,547 (TCP ou UDP). Se não houvesse um serviço DHCP, as redes grandes sofreriam constantemente conflitos de IP (quando duas máquinas estão com o mesmo ip). As configurações de rede seriam feitas em cada máquina, de forma estática. O cadastro de ips utilizados e de não utilizados seria uma tarefa desgastante. DNS DNS (Domain Name Services) é um importante protocolo na internet também. Apesar de ser muito utilizado em redes Windows e Linux, é na internet que notamos, mais facilmente, a presença e importância. Sem ele, seríamos obrigados a guardar endereços IPs dos nossos sites preferidos. Talvez, a internet não fosse tão difundida, sem o DNS. Quando inserimos um endereço o nome do domínio é convertido em um endereço IP, por um servidor DNS, interno ou da própria internet. Se o

7 acesso a internet tiver a porta 53 (TCP ou UDP) bloqueada, os sites só poderão ser acessados diretamente pelo endereço IP. Em configurações estáticas ou passadas pelo DHCP, é recomendado que se tenha dois servidores DNS. Um primário e um secundário, que faz as traduções em caso de falha no primeiro. Alguns casos de lentidão na rede local ou internet são causados por sobrecarga ou lentidão de servidores DNS. A sobrecarga é causada por excesso de solicitações ou por ataques intencionais. Se o acesso a internet estiver normal e demorar para começar a abrir um site, que depois de aberto apresenta normalidade na visualização das informações, é bem provável que os servidores, designados para a tradução de nomes, estejam sobrecarregados. Nesse caso, basta mudar o endereço ip do servidor DNS utilizado. A Google disponibiliza servidores DNS, sendo e seus endereços. Operadoras de ADSL, principalmente, também disponibilizam servidores DNS. Ainda existem servidores DNS de âmbito mundial, que servem de referência, principalmente quando precisamos acessar sites de outros países. TELNET e SSH Acessos remotos para configuração ou visualização em modo texto de informações ou estado de equipamentos podem ser feitos principalmente por TELNET e SSH. A diferença entre eles é que os acessos no primeiro ocorrem sem criptografia. Já no segundo, os acessos ocorrem criptografados, mais seguro portanto. O TELNET usa a porta 23 e o SSH a porta 22. TFTP Protocolo importante principalmente na instalação de novos firmwares, recuperação de configurações, etc, de equipamentos de rede. Antes de os equipamentos permitirem acesso web sem configurações prévias, o acesso tftp era o único possível. Para esse acesso, é utilizada a porta 69 (UDP). FTP As transferências de arquivos entre servidor e clientes foram e, ainda são, realizadas em grande número pelo protocolo FTP. Desde os primórdios da internet, com o uso de BBS, o FTP era a principal alternativa para transferir arquivos de um local para outro na internet. Com a melhoria do HTTP, os downloads se tornaram mais confiáveis e o ftp perdeu espaço, mas ainda é muito usado. Instala-se um cliente ftp e acessa-se o servidor ftp para copiar os arquivos desejados.

8 SMTP, POP e IMAP O SMTP é responsável pela transferência de mensagens eletrônicas ( s) entre o terminal emissor e o servidor de s. Não é o único, mas o mais utilizado para tal. A porta padrão é a 25, sendo requisitado em gerenciadores de . O POP é requerido quando se faz download do ; ou seja, quando o é visualizado e baixado do servidor de s. Quando a visualização é feita no próprio site do servidor de s o protocolo não atua. Quando o Outlook, Thunderbird ou qualquer outro gerenciador de baixa o para poder ler off-line, o POP está atuando. É o protocolo mais utilizado para tal função, na porta 110. O IMAP tem a mesma função do POP, mas com atualizações mais constantes, com maior frequência. A notificação de que acabou de chegar um , em determinados gerenciadores, aparece no momento em que o chegou ao servidor de s. O responsável por isso é o IMAP que monitora constantemente alterações na conta do servidor. HTTP e HTTPS É o protocolo utilizado na apresentação das páginas internet. É baseado em requisições e respostas. A requisição é feita pelo navegador através de um método GET, na figura de cliente. A resposta é dada pelo servidor web. As requisições HTTP viajam sem criptografia, na porta 80, podendo ser interceptadas e compreendidas. Já o HTTPS transfere com criptografia pela porta 443, sendo utilizado em transações financeiras. Os dados interceptados não podem ser compreendidos. Assim, garante-se a confidencialidade nas operações de compra e venda pela internet, bem como operações bancárias. Protocolos de Roteamento Protocolos de roteamento são atuantes para determinar os caminhos que os pacotes farão até chegar ao destino. São implantados dentro de equipamentos e softwares com capacidade de roteamento (roteadores, routers-switches, Linux, Windows Server, etc). Os principais protocolos de roteamento utilizados são: RIP, OSPF, IGRP, EIGRP e BGP. O último é muito utilizado na internet. O restante em redes empresariais. Nesse estudo teórico não apresentaremos nenhum protocolo, deixando apenas para as aulas práticas a implantação de protocolos de roteamento e roteamento estático.